漂浮式海上风电场共享系泊系统研究综述

浮式风电场建设是深海风能资源开发的重要举措,但成本问题严重制约了其商业化进程。近年来,共享锚点或共享锚泊线的共享系泊设计理念极大降低了浮式风电场建设成本,使规模化浮式风机建设成为可能。文章对共享系泊漂浮式风电场的研究现状和存在挑战进行综述,包括共享系泊浮式风电场动力分析方法和共享系泊系统锚泊基础承载特性等关键问题;总结目前浮式风电场概念设计的布局形式、可靠性优化方法和数值模拟手段等,指出共享系泊荷载传递特征及锚泊基础相关设计要点等。研究结论可为国内外深远海浮式风电场共享系泊应用提供参考。

基于多期DEM和滑坡强度的滑坡风险评估

滑坡危险性定量评估是滑坡风险评估中的关键和难点,也是当前国际风险管理研究中的热点问题。以滑坡密集分布的黑方台南塬为研究区,以32处典型滑坡为研究对象,依据多期三维数字高程模型(DEM),提出了一种基于强度的滑坡危险性定量评估技术方法。根据多期三维地形信息的解译及野外调查,编制多期滑坡分布图,计算滑坡活动的频率。利用GIS技术,利用滑坡体积与速度的乘积计算滑坡强度。将滑坡危险性定义为滑坡频率和滑坡强度的乘积,同时调查和分析了黑方台地区各类承灾体的类型、价值及其在相应滑坡强度下的易损性,在此基础上开展了单体滑坡风险评估和黑方台南塬滑坡风险区划。

考虑埋深与剪切效应的基坑卸荷下卧隧道的形变响应

基坑卸荷将对下卧既有隧道产生附加荷载。结合工程实际,提出考虑隧道剪切效应及埋深效应的基坑开挖下卧隧道形变响应的半解析解。引入能考虑隧道埋深的修正基床反力系数,再由Mindlin解给出基坑卸荷对下卧隧道产生的附加荷载。视既有隧道为埋置于Pasternak地基上的Timoshenko梁,将附加荷载施加于隧道并计算其响应,提出可考虑隧道埋深及剪切效应的下卧隧道在基坑卸荷下的响应解。与三维有限元数值模拟、杭州地铁一号线九寨河基坑的测量结果的对比,验证了所提方法的准确性。针对隧道等效抗弯刚度、等效剪切刚度对隧道内力及变形的影响进行系统的敏感性分析。结果表明,采用Timoshenko梁模拟隧道可更好地分析隧道的力学响应;当提高隧道抗弯刚度,隧道的位移值、弯矩值和剪力值会显著下降,但其分布范围会增大;隧道最大正弯矩及最大剪力所在位置保持不变,不受隧道抗弯刚度值的影响,但最大负弯矩所在位置会随抗弯刚度的增大向隧道两端移动,当隧道剪切刚度超过抗弯刚度的20%时隧道位移、弯矩、剪力几乎均不再受剪切刚度的影响。所得结论可为类似工程提供一定理论支持。

基于影像源法的基坑开挖引起的土体水平位移预测

基坑开挖将使土体产生附加水平位移,过大的水平位移会使邻近地下结构物受到破坏。基于影像源法,并充分发挥基坑围护结构易于实测的优势,推导了在基坑开挖下的坑外土体水平位移半解析式,分析中,通过定义土体的不均匀收敛系数,考虑了当前研究中大都忽略的土体收敛非均匀性,与实际情况更接近。同工程实测数据的对比验证了所提方法的准确性。进一步参数分析表明:不考虑土体收敛非均匀性的坑外土体水平位移计算值同实测相比,会低估上部土体水平位移,高估下部土体水平位移,因而同实测出现一定偏差,且当土体愈靠近基坑,偏差愈明显,可见考虑土体的非均匀收敛愈有必要。计算发现,当不均匀系数介于3~6时,计算结果同实测吻合较好。本文研究成果可为预测基坑开挖诱发土体水平位移提供一种新的探究思路。

近海粘土设计参数与指标特性之间的关系分析

展示了近海粘土指标特性与设计参数之间相关关系的研究结果。该项研究的一个重要目的是建立一个按统一方法测定的高质量的土性测试指标数据库。该数据库由10个场地组成,包括大西洋、挪威北海、挪威海、里海和2个沿海陆上地点。数据库分析表明,前期固结压力pc与液限指数IL之间存在良好的相关关系,但当液限指数小于0.5时,数据比较分散。同时还发现,前期固结压力与由三轴压缩、三轴拉伸及直剪试验测定的不排水抗剪强度之间均有很好的线性相关关系。由此,以pc与IL之间的关系为基础,提出了使用这些线性关系式估算近海粘土原位不排水强度su的方法及建议。

土样扰动对低塑性软粘土影响的试验研究

对由Sherbrooke块状取土器、挪威的54mm标准活塞取土器和日本的75mm标准活塞取土器所取得的土样进行了一系列三轴压缩和固结等对比试验。试验结果表明,块状土样的质量明显优于活塞土样,且土样扰动对低塑性粘土的影响很大。详细描述和分析了试验结果,对最易受扰动影响的土性参数进行了评估,并据此提出了一种评估土样扰动性大小的新标准。

不接触电极复电阻率法仿真与实验(英文)

岩利用电性参数的频散特性进行地层评价是目前定义的复电阻率勘探的主要特点,国内外已经有人在实验室内进行了复电阻率测量,但均未从仪器的角度进行讨论,因此,引入不接触电极电法复电阻率探测方法。对基于损耗角正切测量的复电阻率探测进行仿真计算,特别是相对介电常数随频率变化的模型进行仿真,使复电阻率探测更接近实际地质情况。选择合适的人工模型和已知的地质构造,进行了复电阻率探测实验,验证该方法的可行性和有效性。

既有单桩在邻近基坑开挖下的水平向响应简化分析

为了探究既有单桩在邻近基坑开挖作用下的水平向响应规律,提出基于虚拟镜像技术的基坑开挖引起邻近单桩水平向响应解析解.发挥基坑围护结构变形易于实测的优势,借鉴虚拟镜像技术,考虑土体位移的实际情况,修正土体的等量径向移动模式,推导出土体非等量径向移动模式下基坑开挖引起的坑外土体水平位移场.基于Pasternak双参数地基,引入修正地基反力模量以考虑埋深效应,利用两阶段法,将土体水平自由位移场视为外荷载施加于邻近单桩,建立在邻近基坑开挖扰动下既有单桩的水平向位移控制方程.与三维有限元数值模型、既有理论解及已发表案例的工程实测数据的对比,验证该方法的正确性及适用性.参数分析表明:提高地基反力系数和单桩抗弯刚度有助于减小单桩最大水平位移;当桩与基坑间距较远时,单桩最大水平位移几乎不再受自身抗弯刚度的影响.

典型深海软黏土触变特性与微观结构探究

土的触变性是指在外力扰动作用下,其强度迅速降低,但在含水率和体积不变的静止条件下,随时间逐渐恢复的一种特殊现象,土的触变性对基础工程设计等至关重要。针对取自于我国南海各海域的典型深海软黏土,采用落锥法对其触变强度恢复特性进行测试,进一步通过扫描电镜方法结合数字图像处理技术对其触变过程中微观结构的演化进行量化分析。结果表明:我国南海各海域深海软黏土均能够表现出触变强度恢复的特性,但不同土样的触变性差异较大,这与土的基本物理性质有很大关系。触变过程中土体的微观结构发生显著变化,土体结构由分散逐渐趋向于絮凝。微结构单元体的粒度特征和角度特征均发生一定动态调整,随着触变时间的增加,较小粒度区间微结构单元体的比例逐渐减小,较大粒度区间的比例逐渐增大;而触变过程中微结构单元体的排列并未表现出明显的定向性。

挡墙任意变位模式诱发周围土体水平位移的简化算法

将挡墙变位引起墙外土体水平位移视作平面应变条件下的位移-位移边值问题,借助刚性挡墙平移变位诱发墙外土体水平位移的基本解,利用微元法及叠加原理,提出在挡墙任意变位模式下的周围土体水平位移简化计算方法.分别与挡墙刚性变位、柔性变位模式下的土体水平位移现场实测数据进行对比,发现简化计算法可以较好地预测墙外土体水平位移,验证了所提简化算法的准确性.在土体最大水平位移上,简化算法的预测较实测偏保守,表明将简化算法应用于工程实践是偏安全的.进一步参数分析发现,随着土体距围护结构距离的增大,土体最大水平位移迅速减小,且在最大位移深度以上存在某一临界位置,在该位置以上土体水平位移随其到围护结构距离的增大而增大,在该临界位置以下,变化规律则相反.

6m高土石坝稳定与溃决现场试验

挪威进行了一项完整的关于不同筑坝材料的土石坝稳定研究项目,以研究小坝的溃决问题。现场实验结果表明,碾压堆石坝的抗剪强度要高于常规稳定分析结果,坝脚处实际的抗水流冲刷能力较强。当坝体下游外部发生冲蚀时,过程较慢,当冲蚀深度发展到坝顶的上游坡面时,溃决过程很快,溃口先向下发展直到坝脚,然后才向两侧发展。